Новое исследование раскрывает демографическую историю исчезновения неандертальцев

Международная группа ученых под руководством профессора Козимо Поста из Центра изучения эволюции человека и палеоокружающей среды им. Зенкенберга при Тюбингенском университете обнаружила, что последние неандертальцы Европы пережили критическую популяционную смену около 75–65 тысяч лет назад, после чего их генофонд стал крайне однородным, что могло способствовать их вымиранию. Исследование, объединившее новые данные ДНК и археологические свидетельства, опубликовано в журнале PNAS.

Новое исследование, проведенное под руководством профессора Козимо Поста, проливает свет на драматическую генетическую историю неандертальцев, прослеживая их демографическую судьбу вплоть до исчезновения около 40 000 лет назад. Ученые давно располагали данными о том, что ранние, широко распространенные популяции неандертальцев в Европе в значительной степени исчезли.

Однако теперь международной команде, в которую вошли специалисты из Тюбингенского университета, проекта ROCEEH и других институтов, удалось восстановить детали последующего восстановления и последнего падения численности этого вида. Ключевым источником информации стала митохондриальная ДНК, которую исследователи предпочли ядерной из-за ее лучшей сохранности в древних образцах. Как поясняет Харула Фотиаду, первый автор исследования, митохондриальная ДНК содержит гораздо меньше генетической информации, чем весь геном человека, но она обычно сохраняется дольше и ее легче получить.

В ходе работы группа секвенировала митохондриальную ДНК десяти новых образцов неандертальцев, происходящих из шести археологических памятников на территории современных Бельгии, Франции, Германии и Сербии. Эти данные были объединены с 49 ранее опубликованными образцами, а также с информацией о присутствии неандертальцев в Европе, извлеченной из крупномасштабной археологической базы данных ROAD. Такой комплексный подход, по словам соавтора исследования Йеспера Борре Педерсена, позволил объединить два источника данных и реконструировать демографическую историю неандертальцев в пространственном и временном аспектах.

Результаты показали, что суровые климатические условия ледникового периода около 75 000 лет назад стали переломным моментом. Генетически разнообразные популяции неандертальцев по всей Европе пришли в упадок, что подтверждается и археологическими данными: количество стоянок сократилось, а их локализация сместилась к юго-западу континента.

Ученые проследили, как одна локальная группа пережила эти суровые условия, укрывшись в климатическом убежище на территории современной юго-западной Франции. Примерно 65 000 лет назад потомки этих выживших начали новое расселение по Европе. Как подчеркивает профессор Пост, именно это объясняет, почему почти все поздние неандертальцы, геномы которых были секвенированы до сих пор — от Пиренейского полуострова до Кавказа, принадлежат к одной и той же линии унаследованной митохондриальной ДНК.

Используя статистическое моделирование, исследователи также выявили финальный и наиболее стремительный эпизод сокращения численности. Согласно расчетам, популяция неандертальцев пережила резкое и быстрое падение в период между 45 000 и 42 000 лет назад, достигнув минимума незадолго до полного вымирания.

Эта динамика указывает на то, что поздние неандертальцы представляли собой генетически очень однородную группу. Профессор Пост отмечает: «С генетической точки зрения, поздние неандертальцы представляли собой очень однородную группу. Поэтому вполне возможно, что низкое генетическое разнообразие — и, возможно, последующая изоляция небольших групп, способствовали исчезновению неандертальцев».

Таким образом, ключевой результат исследования заключается в реконструкции двухэтапной демографической драмы европейских неандертальцев. Сначала, около 75–65 тысяч лет назад, произошла полная замена более раннего разнообразного генофонда одной линией из юго-западного убежища, что привело к генетической унификации.

Затем, около 45–42 тысяч лет назад, последовало катастрофическое сокращение численности этой уже однородной популяции, что в сочетании с низким генетическим разнообразием и изоляцией, вероятно, создало фатальные условия, предшествовавшие их окончательному исчезновению 40 000 лет назад.